K8s基础2——部署单Master节点K8s集群、切换containerd容器运行时、基本命令
文章目录
- 一、部署K8S集群方式
- 二、kubeadm工具搭建K8s集群
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- 2.1 资源配置
- 2.2 服务器规划
- 2.3 搭建流程
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- 2.3.1 操作系统初始化
- 2.3.2 安装docker容器引擎
- 2.3.3 安装cri-dockerd
- 2.3.4 安装kubeadm，kubelet和kubectl
- 2.3.5 master节点初始化
- 2.3.6 加入node节点
- 2.3.7 部署网络组件（CNI）
- 2.3.8 部署 Dashboard
- 2.3.9 访问Dashboard
- 2.3.10 效果测试
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- 2.3.10.1 创建pods
- 2.3.10.2 查看容器日志
- 2.3.10.3 查看yaml文件
- 2.3.10.4 进入容器终端
- 2.3.10.5 缩放资源
- 2.4 使用Containerd容器引擎
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- 2.4.1 使用前提条件
- 2.4.2 安装containerd
- 2.4.3 修改containerd运行模式
- 2.4.4 修改containerd运行参数
- 2.4.5 配置kubelet使用containerd
- 2.4.6 验证
- 2.4.7 容器管理工具
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- 2.4.7.1 设置crictl连接containerd
- 2.4.7.2 验证
- 2.4.7.3 相关命令
- 三、kubectl命令行管理工具
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- 3.1 基础命令
- 3.2 部署命令
- 3.3 集群管理命令
- 3.4 调试命令
- 3.5 高级命令
- 3.6 设置命令
- 3.6 其他命令
- 四、异常处理
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- 4.1 其他节点无法使用kubectl命令
- 4.2 命令行的补全
一、部署K8S集群方式
两种部署方式：
- kubeadm工具部署。Kubeadm 是一个K8s 部署工具，提供 kubeadm init 和kubeadm join，用于快速部署 Kubernetes集群。
- kubeadm 工具功能：
- kubeadm init：初始化一个 Master 节点。
- kubeadm join：将工作节点加入集群。
- kubeadm upgrade：升级 K8s 版本。
- kubeadm token：管理 kubeadm join 使用的令牌。
- kubeadm reset：清空 kubeadm init 或者 kubeadm join 对主机所做的任何更改。
- kubeadm version：打印 kubeadm 版本。
- kubeadm alpha：预览可用的新功能。
- 二进制包部署。从 github获取发行版的二进制包，手动依次部署每个组件组成Kubernetes 集群。可以先使用kubeadm工具部署，熟悉之后再进行二进制部署加深理解。
二、kubeadm工具搭建K8s集群
2.1 资源配置
注意事项：
- 服务器最好可以访问外网，会有从网上拉取镜像需求。若服务器不能上网，需提前下载对应镜像并导入节点。
| 节点 | 实验环境配置 | 测试环境配置 | 生产环境配置 |
|---|---|---|---|
| master | 2核CPU、2G内存、50G硬盘 | 2核CPU、4G内存、20G硬盘 | 8核CPU、16G内存、100G硬盘 |
| node | 2核CPU、2G内存、50G硬盘 | 4核CPU、8G内存、20G硬盘 | 16核CPU、64G内存、500G硬盘 |
| 软件环境 | 版本 | 备注 |
|---|---|---|
| 操作系统 | CentOS Linux release 7.5.1804 (Core) | CentOS 7.X系列版本都可，最好是最小化安装。 |
| Docker | 19-ce | \ |
| Kubernetes | 1.25 | \ |
2.2 服务器规划
| IP | 角色 |
|---|---|
| 192.168.130.145 | K8S-master |
| 192.168.130.146 | K8s-node1 |
| 192.168.130.147 | K8s-node2 |
2.3 搭建流程
2.3.1 操作系统初始化
- 以下操作，所有服务器执行。
1.关闭所有服务器防火墙。
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
2.关闭所有服务器selinux。
#永久关闭，需重启服务器才能生效。
sed -i 's/enforcing/disabled/g' /etc/selinux/config
#临时关闭，立即生效，重启服务器后还原配置。
setenforce 0
3.关闭所有服务器swap分区。
#永久关闭。
sed -ri 's/.*swap.*/#&/g' /etc/fstab
#临时关闭。
swapoff -a
4.根据规划设置主机名称。
hostnamectl set-hostname K8s-master
hostnamectl set-hostname K8s-node1
hostnamectl set-hostname K8s-node2
5.文件绑定解析。
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.130.145 k8s-master
192.168.130.146 k8s-node1
192.168.130.147 k8s-node2
EOF
6.将桥接的IPv4流量传递到iptables的链。
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
#重启生效。
sysctl --system
7.时间同步。
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com
2.3.2 安装docker容器引擎
- K8s集群需要安装容器运行时，我这里使用的是docker作为容器引擎。
- 其他主流容器引擎：
- containerd：containerd最开始是在docker里面的，后面将docker进行解耦把containerd单独做成一个标准的CRI运行时，再往后就捐赠给了CNCF基金会交其维护，但docker一致是与containerd相兼容的。
- cri-o、podman：都属于红帽（RedHat）项目，目前红帽主推podman。
- 以下操作步骤，所有服务器执行。
1.安装docker环境。
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum -y install docker-ce
systemctl enable docker && systemctl start docker
2.配置加速器。
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
"registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
3.重启查看。
systemctl restart docker
docker info
4.添加阿里的镜像源。
cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
2.3.3 安装cri-dockerd
为什么要安装cri-dockerd插件？
- K8s在刚开源时没有自己的容器引擎，而当时docker非常火爆是容器的代表，所以就在kubelet的代码里集成了对接docker的代码——docker shim，所以1.24版本之前是默认使用docker，不需要安装cri-dockerd。
- K8s 1.24版本移除 docker-shim的代码，而 Docker Engine 默认又不支持CRI标准，因此二者默认无法再直接集成。为此，Mirantis 和 Docker 为了Docker Engine 提供一个能够支持到CRI规范的桥梁，就联合创建了cri-dockerd，从而能够让 Docker 作为K8s 容器引擎。
为什么要移除docker shim？
- K8s核心代码优化。
- Docker内部调用链比较复杂，多层封装和调用，导致性能降低、提升故障率、不易排查。
- Docker还会在宿主机创建网络规则、存储卷，也带来了安全隐患
注意事项：
- 以下操作步骤，所有服务器执行。
1.下载安装。
wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.3.1/cri-dockerd-0.3.1-3.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh cri-dockerd-0.3.1-3.el7.x86_64.rpm
2.修改配置文件，重新读取。
vim /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service
#找到这行，添加路径。
ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --container-runtime-endpoint fd:// --pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.7
systemctl daemon-reload
3.启动，并设置开机自启。
systemctl enable cri-docker && systemctl start cri-docker
2.3.4 安装kubeadm，kubelet和kubectl
- 以下操作步骤，所有服务器执行。
1.安装三个工具，版本需要统一。
yum install -y kubelet-1.25.0 kubeadm-1.25.0 kubectl-1.25.0
2.设置开机自启，暂时不要启动。
systemctl enable kubelet
2.3.5 master节点初始化
1.master节点初始化。
参数释义：
- –apiserver-advertise-address 集群通告地址
- –image-repository 由于默认拉取镜像地址k8s.gcr.io国内无法访问，这里指定阿里云镜像仓库地址
- –kubernetes-version K8s版本，与上面安装的一致
- –service-cidr 集群内部虚拟网络，Pod统一访问入口
- –pod-network-cidr Pod网络，，与下面部署的CNI网络组件yaml中保持一致。
- –cri-socket 指定 cri-dockerd 接口，如果是 containerd 则使用–cri-socketunix:///run/containerd/containerd.sock
注意事项：
- 初始化完成后，最后会输出一个 join 命令，复制下来，下面用。
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.130.145 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.25.0 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock \
--ignore-preflight-errors=all
2.修改kubectl使用的连接k8s认证文件到默认路径，不然会报错。
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
3.查看工作节点，此时就可以使用kubectl命令了。
[root@k8s-master yum.repos.d]# kubectl get nodes
2.3.6 加入node节点
注意事项：
- 向集群添加新节点，将前面执行kubeadm init 命令时最后输出的kubeadm join 命令复制过来，并手动加上参数–cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock，再在命令行执行。
- 默认token有效期为24小时，过期后，此token就不可用。这时就需要重新创建token，可以直接使用命令快捷生成：kubeadm token create --print-join-command
1.依次在所有node节点上执行加入集群命令。
[root@k8s-node1 yum.repos.d]# kubeadm join 192.168.130.145:6443 --token dxc3x4.ggvxomofqelw1g0l --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e5b0a56b7c5108800a15b94bbdbde8ea47dc4c2e7c04973d34bf2280d65e80f1 --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock
[root@k8s-node2 yum.repos.d]# kubeadm join 192.168.130.145:6443 --token dxc3x4.ggvxomofqelw1g0l --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e5b0a56b7c5108800a15b94bbdbde8ea47dc4c2e7c04973d34bf2280d65e80f1 --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock
2.查看集群状态，显示有新加入的2个节点。
2.3.7 部署网络组件（CNI）
不同docker主机容器访问存在的问题 :
- 存在两容器分配的ip相同问题，因为docker主机有各自对立的网络管理机制。
- 存在容器发送的数据包不知道要发送到那个节点问题。即使两个容器ip手动设置成不同，那容器1和容器2的网络也是不通的，是因为容器1发送的数据包不知道要送往哪个节点。
- 存在docker主机之间的通信问题。即使容器1知道要送往哪个节点，也只能通过手动方式去实现，比如路由表、iptables转发等等。
- 以上三个问题都是很耗时耗力的，所以需要引入网络组件来解决这些问题。
部署网络组件的原因？
- 为打通Pod到Pod之间网络、Node与Pod之间网络，从而集群中数据包可以任意传输，形成了一个扁平化网络。
主流网络组件：
- Flannel
- Calico
注意事项：
- 若导入yaml文件后一直处于pending状态，大概率是网络较差，可以手动下载镜像，再apply -f。
- 以下操作在master节点执行。
1.下载文件到本地，文件下载地址。
[root@k8s-master ~]# curl https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.25.1/manifests/calico.yaml -O
2.修改Calico配置文件里的定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面kubeadm init的 --pod-network-cidr指定一致。
[root@k8s-master ~]# vim calico.yaml
......
- name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
value: "10.244.0.0/16"
3.将Calico文件部署到k8s集群中。
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f calico.yaml
4.查看Calico容器网络状态，拉取镜像需要等两分钟，有点慢。
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -n kube-system
2.3.8 部署 Dashboard
- Dashboard是官方提供的一个UI，可用于基本管理K8s资源。
- 以下操作在master节点执行。
1.下载yaml文件。
[root@k8s-master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.4.0/aio/deploy/recommended.yaml
2.修改yaml文件内容。默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部。
......
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kubernetes-dashboard
spec:
ports:
- port: 443
targetPort: 8443
nodePort: 30001 ##添加此行。
selector:
k8s-app: kubernetes-dashboard
type: NodePort ##添加此行。
......
3.加载这个yaml文件，并查看容器运行状态。
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f recommended.yaml
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -n kubernetes-dashboard
2.3.9 访问Dashboard
1.访问k8s任意节点IP:30001，会发现被拦截了，这是因为chrome认为该网站不安全，不让访问，我们在当前页面随意处输入“thisisunsafe”回车即可解决，相当于了解了风险依然访问，之后就可以访问网页，但那之后再出问题也就没有责任了。
2.此时需要我们输入Token登录。
3.获取Token。创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色。
[root@k8s-master ~]# kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
[root@k8s-master ~]# kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin
[root@k8s-master ~]# kubectl create token dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
4.粘贴Token，登录。
2.3.10 效果测试
2.3.10.1 创建pods
1.创建一个pods。
2.查看Pods。
3.也可以在终端上查看pods运行状态。
2.3.10.2 查看容器日志
2.3.10.3 查看yaml文件
2.3.10.4 进入容器终端
2.3.10.5 缩放资源
1.缩放。
2.查看Pods。
2.4 使用Containerd容器引擎
注意事项：
- containerd是一个主流的容器引擎，与Docker相兼容，相比Docker轻量很多，目前较为成熟。
- containerd是独立的运行时，一个集群可以有多个运行时，比如docker和containerd可以同时存在，但一般就是用一个，不建立交叉使用。
- 若是docker切换成containerd，则需要给一个集群所有节点都切换，以下操作只切换了master节点，只做示范。
- 不同运行时的镜像是通用的。
2.4.1 使用前提条件
1.启用两个内核模块。操作系统默认是有的，若没有，则执行代码框的内容进行添加启用。
cat <
2.设置sysctl 参数。若是第一次直接使用containerd，则需要把下面几个参数都要添加进去；若是docker切换成containerd，按照前文的操作，前两个参数已经添加，只需要确定添加最后一个参数。
cat <2.4.2 安装containerd
1.安装。若是直接使用containerd，需要执行此步骤进行安装；若是由docker更换成containerd，则直接进行第二步，因为在前文安装docker时，已经把contained安装了。
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager \
--add-repo \
https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y containerd.io
2.创建配置文件目录。
#若是按照前文操作来的，已经生成该目录，且存在配置文件，不需在创建，只用执行第二个命令；若不是按照前文来操作的，需创建。
mkdir -p /etc/containerd
2.4.3 修改containerd运行模式
1.修改containerd运行模式，以独立模式运行，也就是不需要安装docker就可以运行。
- 修改前
- 修改命令
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
- 修改后
2.4.4 修改containerd运行参数
修改containerd运行参数：
- pause镜像设置过阿里云镜像仓库地址。
- 拉取Docker Hub镜像配置加速地址设置为阿里云镜像仓库地址。
1.修改一
vi /etc/containerd/config.toml
......
sandbox_image = "registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2"
2.修改二
vi /etc/containerd/config.toml
......
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]
#添加这两行。
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]
endpoint = ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
3.重新读取。
systemctl restart containerd
2.4.5 配置kubelet使用containerd
1.查看文件路径。
2.修改配置文件里的路径，并重启服务。
[root@k8s-master containerd]# vim /var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env
[root@k8s-master containerd]# systemctl restart kubelet
2.4.6 验证
1.此时查看master节点已经采用containerd容器引擎。
[root@k8s-master containerd]# kubectl get node -o wide
2.此时关闭cri-docker和docker不影响containerd的运行使用。
2.4.7 容器管理工具
- containerd提供了ctr命令行工具管理容器，但功能比较简单，所以一般会用crictl工具检查和调试容器。
- 项目地址：https://github.com/kubernetes-sigs/cri-tools/
2.4.7.1 设置crictl连接containerd
1.不设置会报错。
2.指定使用containerd容器运行时的API接口。
[root@k8s-master containerd]# vim /etc/crictl.yaml
runtime-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock ##指定容器运行时的文件接口。
image-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock ##指定容器运行时管理镜像的接口。
timeout: 10 ##指定容器运行时的连接超时时间。
debug: false ##是否输出debug信息。
2.4.7.2 验证
1.此时就可以正常使用crictl命令。
2.4.7.3 相关命令
| 镜像相关功能 | docker | containerd（crictl） |
|---|---|---|
| 显示本地镜像列表 | docker images | crictl images |
| 下载镜像 | docker pull | crictl pull |
| 上传镜像 | docker push | 无，例如buildk |
| 删除本地镜像 | docker rmi | crictl rmi |
| 查看镜像详情 | docker inspect IMAGE-ID | crictl inspecti IMAGE-ID |
| 容器相关功能 | Docker | containerd（crictl） |
|---|---|---|
| 显示容器列表 | docker ps | crictl ps |
| 创建容器 | docker create | crictl create |
| 启动容器 | docker start | crictl start |
| 停止容器 | docker stop | crictl stop |
| 删除容器 | docker rm | crictl rm |
| 查看容器详情 | docker inspect | crictl inspect |
| 附加容器 | docker attach | crictl attach |
| 执行命令 | docker exec | crictl exec |
| 查看日志 | docker logs | crictl logs |
| 查看容器资源 | docker stats | crictl stats |
| POD 相关功能 | Docker | containerd（crictl） |
|---|---|---|
| 显示 POD 列表 | 无 | crictl pods |
| 查看 POD 详情 | 无 | crictl inspectp |
| 运行 POD | 无 | crictl runp |
| 停止 POD | 无 | crictl stopp |
三、kubectl命令行管理工具
3.1 基础命令
| 命令 | 释义 |
|---|---|
| create | 通过文件名或标准输入创建资源 |
| expose | 为Deployment，Pod创建Service |
| run | 在集群中运行一个特定的镜像 |
| set | 在对象上设置特定的功能 |
| explain | 文档参考资料 |
| get | 显示一个或多个资源 |
| edit | 使用系统编辑器编辑一个资源。 |
| delete | 通过文件名、标准输入、资源名称或标签选择器来删除资源。 |
3.2 部署命令
| 命令 | 释义 |
|---|---|
| rollout | 管理Deployment，Daemonset资源的发布（例如状态、发布记录、回滚等） |
| scale | 对Deployment、ReplicaSet、RC或Job资源扩容或缩容Pod数量 |
| autoscale | 为Deploy, RS, RC配置自动伸缩规则（依赖metrics-server和hpa） |
3.3 集群管理命令
| 命令 | 释义 |
|---|---|
| certificate | 修改证书资源 |
| cluster-info | 显示集群信息 |
| top | 查看资源利用率（依赖metrics-server） |
| cordon | 标记节点不可调度 |
| uncordon | 标记节点可调度 |
| drain | 驱逐节点上的应用，准备下线维护 |
| taint | 修改节点taint标记 |
3.4 调试命令
| 命令 | 释义 |
|---|---|
| describe | 显示资源详细信息 |
| logs | 查看Pod内容器日志，如果Pod有多个容器，-c参数指定容器名称 |
| attach | 附加到Pod内的一个容器 |
| exec | 在容器内执行命令 |
| port-forward | 为Pod创建本地端口映射 |
| proxy | 为Kubernetes API server创建代理 |
| cp | 拷贝文件或目录到容器中，或者从容器内向外拷贝 |
| auth | 检查授权 |
| debug | 创建调试会话，用于排查工作负载和工作节点故障 |
3.5 高级命令
| 命令 | 释义 |
|---|---|
| diff | 将在线配置与指定的文件对比 |
| apply | 从文件名或标准输入对资源创建/更新 |
| patch | 使用补丁方式修改、更新资源的某些字段 |
| replace | 从文件名或标准输入替换一个资源 |
| kustomize | 从目录或者URL构建kustomization目标 |
3.6 设置命令
| 命令 | 释义 |
|---|---|
| label | 给资源设置、更新标签 |
| annotate | 给资源设置、更新注解 |
| completion kubectl | 自动补全 1、安装依赖包bash-completion。 2、设置在bash中自动补全：source <(kubectl completion bash) |
3.6 其他命令
| 命令 | 释义 |
|---|---|
| api-resources | 查看所有资源 |
| api-versions | 打印受支持的API版本 |
| config | 修改kubeconfig文件（用于访问API，比如配置认证信息） |
| version | 查看kubectl和k8s版本 |
四、异常处理
4.1 其他节点无法使用kubectl命令
- 问题：其他工作节点无法使用kubectl命令。
1.现在node节点上的/root目录下创建.kube目录。
[root@k8s-node1 ~]# mkdir .kube
[root@k8s-node2 ~]# mkdir .kube
2.把master节点上的.kube/config文件复制到其他工作节点同目录下。
[root@k8s-master ~]# scp .kube/config [email protected]:/root/.kube/
[root@k8s-master ~]# scp .kube/config [email protected]:/root/.kube/
3.此时node节点就可以使用kubectl命令了。
4.2 命令行的补全
- kubectl命令默认不支持补全功能，我们可以把补全相关的内容写入到bash中，这里就需要linux中的bash补全包，其他工具的补全命令都需要这个命令。
1.安装依赖包，linux的mini版本是没有装的。
[root@k8s-master ~]# yum install -y bash-completion
[root@k8s-master ~]# bash
2.在 bash 中设置当前 shell 的自动补全，随后命令就可以补全，但重启机器就会失效。
[root@k8s-master ~]# source <(kubectl completion bash)
3.开机自启，永久生效。
[root@k8s-master ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
[root@k8s-master ~]# source .bashrc